Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js
Випуски МФіНТ »  Том 43, випуск 11

Синтез композиту евтектичного складу системи Al–Cu/C на поверхні стопу Д16 високочастотною ударною обробкою

М. О. Васильєв1, С. М. Волошко2, В. І. Закієв3, А. П. Бурмак2, Я. І. Матвієнко1, О. Д. Рудь1

1Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
2Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
3Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна

Отримано: 21.09.2021. Завантажити: PDF

Проведено високочастотну ударну обробку (ВЧУО) стопу Д16 із доданням у деформаційну зону порошку Al–Cu/C евтектичного складу після помелу впродовж 8 годин. Досліджено та порівняно структуру та механічні властивості поверхневих шарів стопу після ВЧУО на повітрі за кімнатної температури впродовж 50 с без і з доданням порошку. Показано, що максимальний ефект зміцнення (зростання мікротвердості у ∼3,5 рази) спостерігається після ВЧУО зразка із порошком. За результатами склерометричних досліджень методом багаторазового дряпання, найменше значення середньої глибини проникнення індентора (від 1,2 мкм після 1-го проходу до 2,3 мкм після 8-го проходу) спостерігалася для зразка після такої самої обробки. Окрім того, вищезгадані результати також підтверджено дослідженням тривимірного рельєфу поверхонь. Так, найвищі значення параметрів шорсткості (Ra = 1,31 мкм, Rz = 4,49 мкм) та збільшення площі (на 12,4%) поверхні стопу спостерігали після ВЧУО з порошком. Методом рентґеноструктурного фазового аналізу показано, що така обробка сприяла формуванню композиту на поверхні стопу Д16, який містить метастабільну Al4Cu9 та стабільну Al2Cu інтерметалеві фази. Розглянуто вплив додавання порошку в процесі ВЧУО на модифікацію структури та рівень фізико-механічних властивостей поверхні стопу Д16.

Ключові слова: високочастотна ударна обробка, стоп Д16, порошки Al–Cu/C, композит, мікротвердість, поверхня.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i11/1455.html

PACS: 61.05.cp, 62.20.Qp, 64.60.My, 68.35.Gy, 81.40.Pq, 81.65.-b

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J-P. Immarigeon, R. T. Holt, A. K. Koul, L. Zhao, W. Wallace, and J. C. Beddoes, Mater. Charact., 35, No. 1: 41 (1995). Crossref
  2. R. Casati and M. Vedani, Metals, 4, No. 1: 65 (2014). Crossref
  3. I. Borner and J. Eckert, Mater. Sci. Eng. A, 54: 226 (1997).
  4. S. M. Zebarjad and S. A. Sajjadi, Mater. Design., 27: 684 (2006). Crossref
  5. Hartaj Singh, Sarabjit, Nrip Jit, and Anand K. Tyagi, J. Engineering Research and Studies, 2: 72 (2011).
  6. F. Bonollo, A. Moret, S. Gallo, and C. Mus, La Metallurgia Italiana, 6: 49 (2004).
  7. Г. А. Косников, В. А. Баранов, С. Ю. Петрович, А. В. Калмыков, Литейное производство, 2: 4 (2012).
  8. D. W. Wolla, M. J. Davidson, and A. K. Khanra, Mater. Design., 59: 151 (2014). Crossref
  9. K. Kim, D. Kim, K. Park, M. Cho, S. Cho, and H. Kwon, Materials, 12, Iss. 9: 1546 (2019). Crossref
  10. Ya. I. Matvienko, S. S. Polishchuk, A. D. Rud, T. M. Mika, V. I. Bondarchuk, and S. O. Demchenkov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 8: 981 (2019). Crossref
  11. P. Wang, L. Deng, K. P. Prashanth, S. Pauly, J. Eckert, and S. Scudino, J. Alloys Compd., 735: 2263 (2018). Crossref
  12. V. G. Efremenko, Yu. G. Chabak, A. Lekatou, A. E. Karantzalis, K. Shimizu, V. I. Fedun, A. Yu. Azarkhov, and A. V. Efremenko, Surface and Coatings Technology, 304: 293 (2016). Crossref
  13. Г. І. Прокопенко, С. М. Волошко, І. Є. Котенко, А. П. Бурмак, Наукові вісті НТУУ «КПІ», № 3: 42 (2009).
  14. Г. И. Прокопенко, А. Л. Березина, С. М. Волошко, И. Е. Котенко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 32, № 3: 397 (2010).
  15. С. І. Сидоренко, С. М. Волошко, І. Є. Котенко, А. П. Бурмак, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 12: 1659 (2011).
  16. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Handbook of Mechanical Nanostructuring (Wiley-VCH: 2015), p. 417. Crossref
  17. M. Castillo-Morales, T. P. Berber-Solano, A. Salas-Zamarripa, O. J. Zapata-Hernandez, J. Hernandez-Sandoval, D. F. Ledezma-Ramarez, J. A. Castillo-Elizondo, and J. A. Aldaco-Castaeda, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 108: 157 (2020). Crossref
  18. А. П. Бурмак, Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, В. І. Закієв, В. В. Могилко, Металлофиз. новейшие технол., 42, № 9: 1245 (2020). Crossref
  19. Б. М. Мордюк, С. М. Волошко, А. П. Бурмак, В. В. Могилко, М. М. Ворон, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 8: 1067 (2019). Crossref
  20. B. N. Mordyuk, Y. V. Milman, M. O. Iefimov, and K. E. Grinkevych, J. Manufacturing Technol. Res., 9: 121 (2017).
  21. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Performance, 30: 1780 (2021). Crossref
  22. A. Shafiei-Zarghani, S. F. Kashani-Bozorg, and A. Zarei-Hanzaki, Mater. Sci. Eng. A, 500: 84 (2009). Crossref
  23. B. Zahmatkesh and M. H. Enayati, Mater. Sci. Eng. A, 527: 6734 (2010). Crossref
  24. R. S. Mishra, Z. Y. Ma, and I. Charit, Mater. Sci. Eng. A, 341: 307 (2003). Crossref
  25. C. Carreno-Gallardo, I. Estrada-Guel, M. A. Neri, and E. Rocha-Rangel, J. Alloys Compd., 483: 173 (2009). Crossref
  26. A. Daoud, Mater. Lett., 58: 3206 (2004). Crossref
  27. Ya. I. Matvienko, S. S. Polishchuk, A. D. Rud, T. M. Mika, V. I. Bondarchuk, and S. A. Demchenkov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 8: 1035 (2019). Crossref
  28. S. R. Ignatovich, I. M. Zakiev, and D. I. Borisov, Strength Mater, 40: 334 (2008). Crossref
  29. I. Zakiev and E. Aznakayev, JALA—Journal of the Association for Laboratory Automation, 7, No. 5: 44 (2002). Crossref
  30. V. Zakiev, A. Markovsky, E. Aznakayev, I. Zakiev, and E. Gursky, Proc. SPIE 5959, Medical Imaging (Congress on Optics and Optoelectronics) (23 September 2005) (Poland, Warsaw: 2005), vol. 595916. Crossref
  31. Ya. I. Matvienko, S. S. Polishchuk, A. D. Rud, O. Yu Popov, S. A. Demchenkov, and O. M. Fesenko, Materials Chemistry and Physics, 254: 123437 (2020). Crossref
  32. Y. I. Matvienko, A. D. Rud, N. D. Rud, O. M. Fesenko, A. D. Yaremkevich, and V. V. Trachevski, Applied Nanoscience, (2021). Crossref
  33. R. Besson, M.-N. Avettand-Fenoel, L. Thuinet, J. Kwon, A. Addad, P. Roussel, and A. Legrisa, Acta Mater., 87: 216 (2015). Crossref
  34. F. Li, K. N. Ishihara, and P. H. Shingu, Metall. Mater. Trans. A, 22: 2849 (1991). Crossref
  35. M. Storchak, I. Zakiev, and L. Träris, J. Mech. Sci. Technol., 32: 315 (2018). Crossref
  36. O. B. Zgalat-Lozynskyy, O. O. Matviichuk, O. I. Tolochyn, O. V. Ievdokymova, N. O. Zgalat-Lozynska, and V. I. Zakiev, Powder Metall. Met. Ceram., 59: 515 (2021). Crossref
  37. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. Performance, 30: 1780 (2021). Crossref
  38. V. A. Mechnik, N. A. Bondarenko, V. M. Kolodnitskyi, V. I. Zakiev, I. M. Zakiev, S. R. Ignatovich, S. N. Dub, and N. O. Kuzin, Powder Metall. Met. Ceram., 58, Nos. 11–12: 679 (2020). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2021 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»